禾谷类作物外源基因导入及表达的研究进展

本文就国际上八十年代植物重组DNA在单子叶作物上的研究作了综述。介绍了水稻、小麦、玉米等不同物种的转基因系统。阐述了化学导入法(PEG)、电穿孔法、注射法,粒子轰击法、花粉管萌导法及使用其它载体系统的成功实例。评价了上述技术在外源基因导入单子叶作物的利弊。

PEG法GUS基因在水稻原生质体及其愈伤组织中的瞬间表达初报

本文作者构建了ＰＸＭ１，和ＰＧＣＹ６两个质粒．其中质粒ＰＸＭ１，含有高赖氨酸基因和ＧＵＳ报告基因，质粒ｐＧＣＹ６则由裂解多肽ＣｅｃｒｏｐｉｎＢ基因和ＧＵＳ基因组成。这两个基因均以ＣａＭＶ３５Ｓ作为启动子，以ＮＯＳ作为终止子。经纯化的质粒ＤＮＡ以ＰＥＧ法导入４个水稻品种：８９－２、Ｌａｃｃａｓｉｎ、Ｃｙｐｒｅｓｓ、台北３０９细胞悬浮系的原生质体中，组织化学检测结果表明，ＧＵＳ基因在原生质体、愈伤组织及再生小植株中均得以表达。

水稻印度型×爪哇型杂种的原生质体培养及再生(英文)

本文首次报道了印度型与爪哇型杂种水稻的原生质体培养技术,并由此获得再生植株。该技术对单子叶植物的遗传操作提供了可靠的基因受体系统。在含有四种添加氨基酸的SA和AA_2培养基上,悬浮细胞系生长讯速,细胞团在小均匀,是分离原生质全的理想材料,一般可获2×10~7细胞/瓶。以琼脂糖为固体培养基,附以KPR液体培养基作看护培养,可提高原生质体的植板率。以Tetep/Lemont杂种愈伤组织分离原生质体时,植板的细胞密度以5×10~5为宜。由此获得的245株再生植株中,73.9％为单倍体,15.3％为二倍体,0.8％为四倍体。按杂种双亲的农艺性状分类,杂种原生质体再生植株的性状与Lemont相似。

水稻幼穗离体培养植株再生率的遗传分析

提高植株再生率是体细胞遗传研究的重要课题。本项研究以桂朝,IR36,南京11号,IRGA 409,Tetep,Costa Rica 1119,Cica 6,Cica 8,Lemont及Short Tetep等10个水稻品种为材料,按完全区组设计种植上述品种,并采集适龄幼穗离体培养,比较了植株再生率的品种间差异。结果表明:品种(即遗传型)的平均再生率呈显著差异。作者从上述10个品种中选取了易培养及难培养的四个亲本,配制4×4完全双列杂交,取其F_1,F_2,F_3和回交世代(P_1F_1及P_2F_1)进行幼穗培养。并以世代平均数法(Gamble,1962)进行性状的遗传分析,数据以SAS软件处理、IBM-AT微机统计分析。结果表明:显性基因效应(d)及上位效应(aa,dd)是构成世代平均数变异的主要因素。按亲子回归法计算的遗传力估计值为0.25。作者认为,在进行体细胞无性系变异研究时,应选用易培养的亲本为外植体的供试材料。

水稻花药培养植株再生率的世代平均数分析(英文)

水稻花药培养株植再生率为可遗传性状。研究该性状的遗传对利用花培技术培养新品种有重大意义。本研究以Lemont,Short Tetep,IR36及桂朝为材料,配制4×4完全双列杂交,对各组合的亲代(P_1和P_2),F_1,F_2,F_3,回交世代(P_1F_1和P_2F_1)群体进行花药培养,从而获得植株再生率的世代平均数。以Gamble法计算的世代平均数,可进一步分析该性状的基因加性、显性及上位效应。结果表明,基因的显性效应(d)及上位效应(ad,dd)是构成再生率方差及世代平均数变异的主要因素。由于上述基因效应在多数组合中呈负效应,因而再生率高受隐性基因控制。就实践意义而言,在进行花药培养选择杂交后代供体材料时,如杂交组合涉及低再生率亲本,F_2代材料一般能再生,而杂种F_2代往往是理想的接种起始材料。

水稻杂种幼穗培养衍生后代的性状分离及变异(英文)

本文以4个水稻杂交组合的F_1为材料,经离体幼穗培养获得再生植株,就再生后代的性状变异及分离规律进行了分析。株高、穗长等10个农艺性状的方差分析表明,离体幼穗培养的衍生后代与F_2代有显著差异。平均数比较时,经L.S.D法测定有极显著差异。对10个性状进行综合评价时发现,衍生后代的性状分离倾向于易培养的亲本。因此认为,这种性状分离的方式很可能与培养过程中配子的选择性及适应性有关。

水稻品种02428和轮回422广亲和性的遗传分析

以水稻品种02428和轮回422与4个籼型测验种和5个梗型测验种杂交,杂种 F_1小穗育性均值分别为86.98%和83.57%。三交组合“籼/WCVs//粳”和“粳/WCVs//籼”中,可育株和半可育株的分离比符合1∶1,表明02428和轮回422广亲和性遗传可能受一对主基因控制,遗传规律符合单位点孢子体-配子体互作模式。以02428和轮回422配制的单交 F_1、F_2及“02428/轮回422”F_1与籼、粳测验种测交 F_1组合群体的平均小穗育性较高,小穗育性分布集中,无明显的育性分离。表明02428和轮回422的广亲和基因互相等位。

水稻亚种间杂种的小穗育性遗传

选用8个广亲和品种配制8×8完全双列杂交,研究了籼粳杂种的小穗育性遗传。结果表明,8个亲本及其56个正反交杂种F_1的小穗育性的变幅分别为83.47％～89.13％和63.87％～95.27％。某些组合的正反交间杂种F_1小穗育性均值差异显著,母本细胞质对杂种F_1小穗育性有显著的影响。小穗育性的遗传同时受加性和显性效应的控制,以显性基因效应为主,表现为显性或超显性。参试品种间存在1组控制小穗育性的显性基因差异。小穗育性的h_N^2和h_B^2分别为55.52％和78.82％。

水稻广亲和基因等位关系的测交验证

以８个水稻广亲和品种配制不完全双列杂交。以广亲和品种间杂种Ｆ１为母本，分别与籼型测验种南特号和粳型测验种Ｂａｌｉｌａ测交，依据测交Ｆ１小穗育性表现，验证８个广亲和品种广亲和基因的等位关系。结果表明Ｃｐｓｌｏ１７、０２４２８、轮回４２２、培Ｃ３１１、培矮６４、Ａｒｏｔａｍａｒｏ间杂种Ｆ１与籼、粳测验种测交Ｆ１小穗育性分布集中，无明显分离，其广亲和性受同一位点的广亲和基因控制。０２４２８、Ｃｐｓｌｏ１７、培矮６４、培Ｃ３１１、轮回４２２、Ａｒｏｔａｍａｒｏ与Ａｕｓ３７３或红壳老鼠牙间杂种Ｆ１与籼粳测验种测交Ｆ１小穗育性分布于０～１００％育性区间，分高明显。表明Ａｕｓ３７３、红壳老鼠牙的广亲和性可能受不同于位点的另一类广亲和基因控制。

8个水稻品种广亲和基因的等位关系分析

通过双列杂交Ｆ１、Ｆ２小穗育性的表现，研究了８个水稻广亲和品种广亲和基因的等位关系。结果表明水稻品种ＣＰＳＬＯ１７、０２４２８、培Ｃ３１１、轮回４２２、培矮６４、Ａｒｏｔａｍａｒｏ间相互杂交Ｆ１小穗育性正常，Ｆ２无明显分离，推测这些品种间广亲和基因相互等位。０２４２８、轮回４２２、Ａｒｏｔａｍａｒｏ、培Ｇ３１１、培矮６４的广亲和性受Ｓ５位点的广亲和基因控制。培Ｃ３１１、轮回４２２、培矮６４与Ａｕｓ３７３、红壳老鼠牙杂交，Ｆ１出现半不育现象，Ｆ２出现明显的育性分离，可育株与半不育株的分离比符合７：２分离比，推测Ａｕｓ３７３、红壳老鼠牙的广亲和性在遗传上受与位点不等位的基因控制，表现为配子体不育的遗传特征。ＣＰＳＬＯ１７、０２４２８、Ａｒｏｔａｍａｒｏ与Ａｕｓ３７３、红壳老鼠牙间杂交，Ｆ１育性正常，Ｆ２有少数半不育株。推测这些组合中，配子的育性由孢子体基因型控制。杂种育性除受主基因控制外，微效基因也参与作用。

粳稻染色体组基因文库的构建及DNA探针的筛选

用液氮研磨粉碎、苯酚氯仿提取纯化的方法,获得了来自粳稻品种“寒丰”的总DNA,经Pst Ⅰ限制性内切酶酶切和低熔点琼脂糖电泳分离,提取1-2kb大小的水稻DNA片段,然后在T_4连结酶的作用下,随机将其克隆到pUC_(19)质粒中,在含有X-Gal的固体培养基上,选择到515个携有水稻DNA片段的重组克隆(图1)。

应用花药培养选育适应上海生态环境的粳稻光敏核不育系

１９９０年以粳型光敏核不育系７００１Ｓ、５０４７Ｓ、５０８８Ｓ、农垦５８Ｓ为母本，常规粳稻品种或高代品系为父本配制杂种Ｆ１，翌年进行花药培养，获得二倍体花粉植株群体。各组合（ＰＧＭＳＲ／粳稻）Ｆ１的花粉植株在海南岛短日条件下育性正常。在上海自然长日条件下育性表现明显的分离，不育与可育花粉植株之比符合１：３。（ＰＧＭＳＲ／粳稻）各组合杂种Ｆ１的自交Ｆ２群体在上海自然长日条件下不育株与可育株分离比符合１：１５。表明粳型光敏核不育水稻雄性不育性受控于２对隐性主效基因。从这些杂种Ｆ１花药培养后代群体中选育出１５个农艺性状较好，具有明显的育性转换期的光敏核不育花粉株系。分期播种后，大多数于８月上中旬始穗，９月２～９日从不育转为可育，不育期长，不育期内不育性彻底。在上海可以安全制种和繁殖，并具有矮秆、株型较佳、抗稻瘟病和白叶枯病等优点，为利用亚种间杂种优势提供了优良种质。这也表明花药培养是研究光敏核不育水稻雄性不育性遗传及转育光敏核不育基因，快速选育适应上海生态环境的粳型光敏核不育系的有效方法。

水稻幼穗继代培养体细胞无性系的性状变异

筛选水稻体细胞无性系,是品种改良的有效途径之一,而继代培养可望获得较大幅度的性状变异。本研究以三个水稻品种的幼穗为外植体,分析了不同继代再生植株的性状变异动态,结果表明,继代培养对不同品种绿苗分化率有显著影响,随着继代培养代数的增加,绿苗分化率接近倒“V”形分布,不同继代绿苗分化率及再生植株农艺性状在品种间差异显著,不同继代的再生植株出现了育性、芒形及粒形等性状变异。

光敏核不育水稻不育性遗传及其亚种间杂种优势利用

在上海自然条件下，１９９１年鉴定了５个粳型ＰＧＭＳＲ和６个籼型ＰＧＭＳＲ的育性转换期。结果表明粳型ＰＧＭＳＲ育性转换期明显，不育性稳定；籼型ＰＧＭＳＲ无明显的育性转换期。１９９０～１９９２年鉴定了农垦５８５及其转育于不同遗传背景中的模型ＰＧＭＳＲ７００１ｓ、５０８８ｓ、５０４７ｓ与粳稻品种杂交Ｆ１、Ｆ２和Ｆ１花培获得的二代（Ｈ２）群体、粳型ＰＧＭＳＲ／／ＰＧＭＳＲ／粳稻、ＰＧＭＳＲ／粳稻／／ＰＧＭＳＲ／粳稻群体的育性表现。粳型ＰＧＭＳＲ与农垦５８配制的杂种Ｆ２群体表现为一对主效基因差异，与其它粳稻配制的杂种Ｆ２群体育性分离表现为２对主效基因差异。由（ＰＧＭＳＲ／粳稻）Ｆ１花培获得的花培二代（Ｈ２）群体不育株和可育株分离比符合１∶３。表明农垦５８８产生于农垦５８单基因隐性突变，粳型ＰＧＭＳＲ不育性受控于２对隐性主效基因。（粳型ＰＧＭＳＲ／粳稻／／粳型ＰＧＭＳＲ／粳稻）Ｆ１和（粳型ＰＧＭＳＲ／／粳型ＰＧＭＳＲ／粳稻）Ｆ１群体中不育株和可育株分离比分别适合１∶３和１∶１，也证实上述结论。ＰＧＭＳＲ与常规粳稻：广亲和系配组，主要农艺性状表现出较强的杂种优势。（粳型ＰＧＭＳＲ／籼型ＷＣＶ）Ｆ１和（粳型ＰＧＭＳＲ／粳型?

长豇豆(Vigna sesquipedalis L.Fruwirth)原生质体培养

以继代3～4d的长豇豆(Vigna sesquipedalis L.Fruwirth)悬浮细胞系为材料,酶解获得原生质体,在改良的K_8P和MS_1培养基上培养48h后,K_8P培养基中原生质体开始第一次分裂,6～7周形成多细胞团和小愈伤组织。愈伤组织进而在11种不同激素配比和添加不同有机化合物的MS分化培养基中培养,未能获得再生植株。而以MS_1培养基中培养的原生质体不能持续分裂。该结果尚属首次报道。

亚洲栽培稻7种生态型的聚类分析

本文根据酯酶、过氧化物酶同工酶的酶带数、Ｒｆ，累积值，以及籽粒糊化温度级别，对亚洲栽培稻７个生态型的５６个品种进行了ＷｏｒｄＭｅｔｈｏｄ离差平方和聚类分析，结果表明：５６个品种可分为２类８群：Ｉ类中以Ａｍａｎ，Ｔｊｅｒｅ，Ｂｕｌｕ生态型品种为Ⅱ类中以Ｂｏｒｏ，Ｇｕｎｄｉｌ，Ａｕｓ生态型品种为主．Ａｍａｎ，Ｂｕｌｕ，Ｂｏｒｏ，Ｇｕｎｄｉｌ因遗传分化程度较低，分布相对集中，基本上形成了以各生态型品种为主导的群，Ａｕｓ，Ｔｊｅｒｅ，Ｕｐｌａｎｄ生态型品种几乎散布于各个群中．根据类群的划分及生态型在类群中所占的品种数，可以推测：同一类的Ａｍａｎ，Ｔｊｅｒｅ与Ｂｕｌｕ，Ａｕｓ，Ｂｏｒｏ和Ｇｕｎｄｉｌ间的亲缘关系相对接近．

农杆菌转染的植物病理学研究和应用状况

近几年来,农转染(Agroinfection)已被国际上用作抗病基因导入植物的方法。以根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)Ti质粒为载体,将抗性基因插入T-DNA,经转染导入植物细胞,并在核中发生整合,再经逆转录或重组产生有侵染性的病毒分子,向整株扩散。该法已成为双子叶及部分单子叶植物转病毒基因的重要途径,可避免使用昆虫媒介转染,也不必用离体病毒核酸作为侵染源,是一种具有潜力的转基因方法。

6个水稻品种广亲和基因的遗传分析

通过６个水稻广亲和品种的双列杂交研究了籼粳杂交的小穗育性遗传。结果表明：品种０２４２８、培矮６４、广亲２１、Ｌｅｍｏｎｔ、培Ｃ３１１，红壳老鼠牙及其杂种Ｆ１和Ｆ２的小穗育性均超过８０％，只有培矮６４与广亲２１的杂种Ｆ１、培矮６４和Ｌｅｍｏｎｔ的杂种Ｆ２、广亲２１与红壳老鼠牙的杂种Ｆ２的小穗育性低于７５％，说明品种培矮６４与广亲２１的广亲和性可能受同其它４个品种位点不等位基因的控制。依据Ｄｕｄｌｅｙ模型计算其它４个品种分别对０２４２８／培矮６４、广亲２１／Ｌｅｍｏｎｔ、培Ｃ３１１／红壳老鼠牙的遗传参数μＢ间、μＣ间、μＤ间、μＥ间、μＦ间和μＧ间差异不显著，表明水稻籼粳杂交的小穗育性的表达受主基因的控制，广亲和基因的数目和种类在各品种间是相同的。

水稻RFLP遗传作图群体重建的初步研究

用已定位的94个RFLP标记为探针,测定了12种限制性内切酶酶切后的F_2群体中58个单株及其双亲的RFLP表现。根据各标记F_2群体中的连锁分析资料,初步重建了水稻RFLP遗传作图群体。结果表明:51个标记被定位在10条染色体上,它们的连锁群和定位位置相同于原遗传图;18个标记揭示了双亲间的多态性,但是,没有发现与其它标记的连锁关系;12个标记至少在1种酶切条件下揭示出RFLP,然而,它们现属的连锁群有别于原遗传图;其余13个标记无法揭示RFLP存在。这一遗传群体可供新的DNA标记的定位。

云南及不同地理分布粳稻的SSR遗传多样性分析

亲本遗传背景狭窄是目前国内外粳稻育种面临的瓶颈问题,本研究旨在分析比较云南及国内外不同地理分布粳稻的遗传多样性及其差异。结果表明:196份供试材料基于77个SSR标记可以划分为13个亚群,来自云南的125个材料在13个亚群中均有分布,来自华中单双季稻稻作区的材料大部分聚在了第11亚群,来自东北早熟单季稻稻作区的材料大部分聚在了第3亚群,来自台湾的材料大部分聚在第10亚群,来自美国的5个材料分别聚在第1、第4和第11亚群;根据地理分布6大类群的遗传多样性参数多重比较和聚类类型分析,云南材料的整体遗传多样性较高,其次是美国材料和华中稻作区材料,遗传多样性较低的是台湾材料;供试材料SSR标记的聚类与其地理分布具有很好的相关性,其中云南不同生态稻作区和不同育种系列粳稻相互关联、但高寒粳稻也有独立成亚群的趋势。该研究为拓宽粳稻育种亲本遗传背景、创制新种质提供重要参考。